U 2030. godini oko 1,2 miliona litijum-jonskih baterija električnih automobila, autobusa i građevinskih mašina širom sveta biće povučeno iz upotrebe jer će im isteći planirani radni vek, isteći im garancija ili će cela vozila biti rashodovana.
Očekuje se da će 2040. godine oko 14 miliona odbačenih baterija biti bačeno. Reciklaža materijala ima smisla, ali je skupa i tehnički zahtevna. Stoga bi bilo bolje i održivije ponovo koristiti baterije, na primer kao stacionarne jedinice za skladištenje električne energije. Ali ovo zahteva dobru procenu njihovih preostalih performansi i bezbednosti.
Istraživači sa Instituta za bezbednost vozila na Tehnološkom univerzitetu u Gracu (TU Graz) sada su ustanovili prve parametre koji se mogu koristiti za pouzdanu procenu stanja odbačenih baterija. Njihov rad je objavljen u časopisu Baterije.
Do sada su smanjeni kapacitet punjenja i povećanje unutrašnjeg otpora služili kao pokazatelj stanja istrošene baterije. Međutim, ovo nije dovoljno za odluku o mogućoj upotrebi u drugom životu. Iz tog razloga istraživači su analizirali litijum-jonske ćelije koje su korišćene u vozilima u realnim uslovima i identične nove u laboratoriji.
Tokom ponovljenih ciklusa punjenja i pražnjenja, snimili su 31 različit parametar, a zatim proverili koliko dobro predstavljaju stanje starenja baterija. Pokazalo se da su trinaest ovih indikatora značajni — oni uključuju, na primer, kapacitet punjenja i pražnjenja, temperaturnu razliku između polova tokom procesa punjenja i relaksaciono ponašanje ćelije baterije nakon procesa punjenja.
„Koristeći ove indikatore, možemo izvući zaključke o statusu starenja litijum-jonskih baterija i izvući početne zaključke o različitim profilima upotrebe bez potrebe da se oslanjamo na podatke koji su osetljivi u smislu zaštite podataka kao što je istorija korišćenja baterija“, kaže Jorg Moser, šef Centra za bezbednost baterija u Gracu na Institutu za bezbednost vozila pri TU Grac.
„Na osnovu toga možemo odlučiti da li je baterija u principu pogodna za dalju upotrebu u određenoj oblasti primene.
Međutim, još uvek treba proceniti bezbednosni status baterija kako bi se obezbedila niskorizična ponovna upotreba. U toku njihovog prvog života dolazi do hemijskih promena u materijalima, što može uticati na njihovu bezbednu upotrebu.
„Od ključnog je značaja da se detaljno razumeju ćelije baterija i procesi, reakcije i promene koje se u njima dešavaju kako bi se moglo utvrditi njihovo bezbednosno ponašanje“, kaže Kristijan Elersdorfer. On vodi COMET projekat SafeLIB na Institutu za bezbednost vozila, u kojem konzorcijum istraživačkih institucija i automobilskih i tehnoloških kompanija radi na proceni bezbednosti novih i polovnih litijum-jonskih baterija. Prvi rezultati se očekuju do kraja godine.
Verovatno će proći nekoliko godina pre nego što se baterije ponovo koriste na širokoj osnovi u narednim primenama, čineći elektromobilnost još održivijom tokom celog životnog ciklusa. Na kraju krajeva, novi materijali za skladištenje, bezbednost različitih tehnologija baterija, ekonomska održivost aplikacija za drugi život i pravna pitanja u vezi sa zaštitom podataka, garancijama i odgovornošću takođe se moraju uzeti u obzir.
„Ovo rezultira interdisciplinarnim poljem istraživanja na kojem želimo da radimo na TU Grac zajedno sa nacionalnim i međunarodnim partnerima u daljim istraživačkim projektima“, kaže Ellersdorfer.
